論文の概要: Quantum Chip Design Automation in Superconducting Coupler Architecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.13751v1
• Date: Wed, 28 Dec 2022 09:01:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 02:05:38.196753
• Title: Quantum Chip Design Automation in Superconducting Coupler Architecture
• Title（参考訳）: 超伝導カプラアーキテクチャにおける量子チップ設計の自動化
• Authors: Fei-Yu Li and Li-Jing Jin
• Abstract要約: QCQアーキテクチャの最適レイアウト設計を初めて検討した。 量子ビット間の有効結合の上限は、0.187 omega_q/beta_s2$である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superconducting coupler architecture demonstrates great potential for scalable and high-performance quantum processors, yet how to design efficiently and automatically "Qubit-Coupler-Qubit (QCQ)" from the layout perspective remains obscure. In this work, the optimal layout design for QCQ architecture is studied for the first time and we come up with three key findings. Firstly, we acquire the crucial zero-coupling condition that is only dependent on the geometric design of the layout. Secondly, the upper bound of the effective coupling between qubits is found out as $0.187~ \omega_q/\beta_s^2$, and surprisingly it only depends on the qubit frequency $\omega_q$ and the qubit-coupler dispersive rate $\beta_s$ instead of the layout. Thirdly, we propose and demonstrate an efficient optimal layout design procedure to reach the very upper bound, which is critical to the efficiency of layout design and the realization of high-fidelity two-qubit gates. Our work takes an important step forward to superconducting quantum chip design automation.
• Abstract（参考訳）: 超伝導カプラアーキテクチャは、スケーラブルで高性能な量子プロセッサにとって大きな可能性を示すが、レイアウトの観点から、効率的にかつ自動的に「Qubit-Coupler-Qubit (QCQ)」を設計する方法はいまだ不明である。 本研究では,QCQアーキテクチャの最適レイアウト設計について初めて検討し,3つの重要な知見を得た。 まず,レイアウトの幾何学的設計にのみ依存する重要なゼロカップリング条件を得る。 第二に、量子ビット間の有効結合の上限は、$0.187~ \omega_q/\beta_s^2$と判定され、意外なことにそれは、レイアウトの代わりにキュービット周波数$\omega_q$とキュービットカップラー分散率$\beta_s$にのみ依存する。 第3に,レイアウト設計の効率化と高忠実度2ビットゲートの実現に欠かせない,超上界に到達するための最適レイアウト設計手法を提案し,実証する。 我々の研究は量子チップ設計の自動化に重要な一歩を踏み出した。

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